завдання для 9-Б класу

Урок  з біології   9 клас

Тема. Мутації: види мутацій, причини та наслідки мутацій

                                                            «Три шляхи ведуть до знань: шлях роздумів-

                                                             найголовніший,  шлях наслідування-

                                                             найлегший, шлях дослідження-найважчий.»

     Мутаційний процес здавна цікавив людину, а компанія Marvel Comics, навіть зробила мутантів своєю фішкою. Ви полюбляєте мутантів – героїв американських коміксів?  Які з них вам відомі? Пригадайте, що є причиною порояву мутацій у головних героїв коміксів?

    Ці причини пов'язані з порушенням основних генетичних процесів, що відбуваються в клітині: реплікації та ділення. Як хромосомні, так і генні мутації являють собою зміну структури молекули ДНК.

   Але не кожне ушкодження ДНК неодмінно реалізується в мутацію, часто відбувається виправлення цих ушкоджень за допомогою особливих ферментів, тобто існує система виправлення помилок. Цей процес виправлення помилок називається репарацією. Проте як би точно не відбувався перебіг генетичних процесів і якими б ефективними не були ферментативні системи виправлення помилок, що виникають, мутаційний процес є невід'ємною характеристикою будь-якого живого організму.

   Мутагенез — процес виникнення, або штучного одержання успадкованих змін у геномах осіб, які виявляються через зміни у фенотипах.

Тривалий час причини мутацій залишалися нез’ясованими. Лише 1927 року американ­ський генетик Г.Дж. Меллер, опро­мінюючи рентгенівськими променями дрозо­філ, викликав у них різноманітні мутації.

   Фактори, здатні спричиняти збільшення часто­ти мутацій, називають мутагенними. Мутації, спричинені мутагенними факторами, називають індукованими (від лат. індукціо - спонукання).

   Вчені визнають, що серед всіх причин мутацій найбільший вплив здійснюють мутагенні фактори середовища. Зараз досить добре вивчені фактори середовища, що чинять найпотужнішу мутагенну дію, тобто призводять до появи мутацій. Виділяють три основні групи мутагенів: фізичні, хімічні й біологічні.

   1. Фізичні мутагени. Найбільш ефективним фізичним мутагеном є іонізуюче випромінювання. Проходячи крізь клітини, рентгенівські промені, гамма-промені, ядерні частинки й інші іонізуючі випромінювання на своєму шляху вибивають електрони із зовнішніх оболонок атомів або молекул, перетворюючи їх на позитивно заряджені частинки. Іонізуюче випромінювання може вплинути на ДНК як прямо, так і опосередковано, через іонізовані молекули й атоми інших речовин.

      До фізичних мутагенів належить також ультрафіолетове випромінювання, що було встановлено радянськими генетиками на початку 20-х років. Однак його мутагенний ефект істотно менший, ніж у іонізуючих випромінювань.

   Ще більш слабкий ефект має підвищена температура, яка для теплокровних тварин і людини майже не має суттєвого значення внаслідок сталості температури їхнього тіла.

Фізичні мутагени:

•    йонізуюче випромінювання;

•    радіоактивний розпад;

•    ультрафіолетове випромінювання;

•    надмірно висока або низька температура.

   2. Хімічні мутагени.

     Відомі кілька типів хімічних мутагенів, що відрізняються будовою та механізмом дії. Хімічні мутагени викликають мутації всіх типів.  Хімічні мутагени були відкриті пізніше за фізичні. Значний внесок в їхнє вивчення зроби­ла українська генетична школа, очолювана академіком С.М. Гершензоном. Дослідники щорічно відкривають нові хімічні мутагени (зокрема, акридинові барвники, нітритна кислота, гідроген пероксид, формальдегід (метаналь), деякі лікарські препарати тощо). На­приклад, алкалоїд колхіцин унеможливлює утворення веретена поділу, що спричинює подвоєння числа хромосомних наборів у клітині. Газ іприт (або гірчичний газ), який використовували як хімічну зброю, підвищує частоту мутацій у піддослідних мишей у 90 разів. Дія незначних концен­трацій цього газу на самців дрозофіли значно підвищує частоту летальних мутацій в Х-хромосомі (до понад 7 %). Нітритна кислота здатна спричиняти генні мутації, пов'язані зі зміною пар нуклеотидів, напри­клад ГЦ - на АТ, АТ - на ЦГ. Хімічними мутагенами, зокрема, є наркотич­ні речовини, небезпечний вплив яких виявляється не лише в людини, що їх вживає. Мутації, спричинені наркотиками, можуть передаватись на­щадкам і викликати у них різноманітні спадкові захворювання і вади.

Хімічні мутагени:

•    окисники та відновники (нітрати, нітрити, активні форми кисню);

•    алкілуючі реагенти (йодацетамід);

•    пестициди (гербіциди, фунгіциди);

•    деякі харчові добавки (ароматичні вуглеводні, цикламати);

•    продукти переробки нафти;

•    органічні розчинники;

•    лікарські препарати (препарати ртуті, імунодепресанти).

   3. Біологічні мутагени. Існують біологічні мутагени: молекули ДНК і віруси. Встановлено, що цілий ряд мутацій у тварин, рослин і людини — це результат дії вірусів. До біологічних мутагенів належать віруси та токсини, що виробляють деякі бактерії. В уражених вірусами клітинах мутації відбуваються знач­но частіше, ніж у здорових. Вивільнення вірусної ДНК та утворення вірус­ної частинки, яка потім заражає інші клітини, може супроводжуватись захопленням частини ДНК хазяїна. У такий спосіб віруси здатні переноси­ти генетичну інформацію між різними особинами одного або різних видів (горизонтальне перенесення генів). Цей процес має важливе значення в еволюції прокаріотів.

Біологічні мутагени:

•    специфічні послідовності ДНК — мігруючі генетичні елементи;

•    деякі віруси (вірус кору, краснухи, грипу);

•    продукти обміну речовин (продукти окислення ліпідів);

•    антигени деяких мікроорганізмів.

   Мутагени посилюють інтенсивність природного мутаційного процесу в 10—100 разів, а найпотужніші хімічні супермутагени — у тисячі разів.

   Загальні властивості мутагенів:

   1) Універсальність, тобто здатність викликати мутації в усіх живих організмах.

   2) Відсутність нижньої межі мутаційної дії, тобто здатність викликати мутації при дії в будь-яких малих дозах.

   3) Неспрямованість мутацій, які виникають.

  

                 Закон гомологічних рядів у спадковій мінливості.

    Спонтанний мутаційний процес у генетично близьких родів і видів відбувається паралельно, у результаті чого в різних форм виникають подібні мутації, так звані гомологічні ряди.

   Цей закон сформулював М. І. Вавилов у 1920 p. Вивчаючи мінливість ознак у видів і родів злаків та інших родин, М. І. Вавилов виявив, що всі види й роди генетично близькі між собою й характеризуються тотожними рядами спадкової мінливості. Знаючи ряд форм для одного виду, можна передбачати знаходження таких самих форм у інших видів і родів. Учений дійшов висновку, що цілі родини рослин характеризуються певним циклом мінливості, котрий проходить через усі роди, які складають родину.

   Попри те, що закон стосувався мінливості в рослин, М. І. Вавилов указував на його застосовність і до тварин. Прикладами є поява альбінизму, а також лисих тварин у різних груп тварин.

                               ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

  1.Дайте відповідь на питання (письмово, в робочому зошиті)

• Яке на вашу думку значення мутацій у природі та житті людини?

  2. Виконайте письмово, в робочих зошитах,  тестове  завдання:

1.     Що таке мутаційна мінливість:

а) зміна генотипу;  б) зміна фенотипу;     в) зміна генотипу і фенотипу.

2.Які мутації називають індукованими?

а) ті що виникають раптово під впливом певних чинників;

б) виникають під впливом цілеспрямованої діяльності людини.

3. Що таке мутагени?

а) гени, що зявилися у результаті мутацій;

б) чинникі які викликають мутації;

в) організми які з’явилися у результаті мутацій.

4. Закон гомологічніх рядів у спадковій мінливості відкрив;

а) Г. Міллер;         б) М.І. Вавілов;             в)  Т. Морган

5. Установіть відповідність між мутагенами та їх групами:

1. Фізичні мутагени 2. Хімічні мутагени 3. Біологічні мутагени

а) колхіцин б) флюорографія в) ультрафіолетове опромінення г) низькі температури д) газ іприт є) синтетичні миючі засоби е) вірус краснухи ж) рентгенівське опромінення з) концерогенні харчові домішки і) вірус грпу

3.Опрацювати конспект.

4. Вивчити матеріал §  37   підручника.

   4.1.  Дати відповіді  на запитання підручника  

Відповіді на завдання 1 та 2  надіслати за адресою:  kpnl.iryna.aram@gmail.com  до 23.03.20р.